Grafitt med TaC-belegg

I. Prosessparameterutforskning

1. TaCl5-C3H6-H2-Ar system

2. Avsetningstemperatur:

I henhold til den termodynamiske formelen beregnes det at når temperaturen er høyere enn 1273K, er Gibbs frie energi til reaksjonen svært lav og reaksjonen er relativt fullstendig. Reaksjonskonstanten KP er veldig stor ved 1273K og øker raskt med temperaturen, og veksthastigheten avtar gradvis ved 1773K.

Påvirkning på overflatemorfologien til belegget: Når temperaturen ikke er egnet (for høy eller for lav), har overflaten en fri karbonmorfologi eller løse porer.

(1) Ved høye temperaturer er bevegelseshastigheten til de aktive reaktantatomene eller -gruppene for høy, noe som vil føre til ujevn fordeling under akkumulering av materialer, og de rike og fattige områdene kan ikke gå jevnt over, noe som resulterer i porer.

(2) Det er en forskjell mellom pyrolysereaksjonshastigheten til alkaner og reduksjonsreaksjonshastigheten til tantalpentaklorid. Pyrolysekarbonet er for stort og kan ikke kombineres med tantal i tide, noe som resulterer i at overflaten blir pakket inn av karbon.

Når temperaturen er passende, overflaten avTaC belegger tett.

TaCpartikler smelter og aggregerer med hverandre, krystallformen er fullstendig, og korngrensen går jevnt over.

3. Hydrogenforhold:

I tillegg er det mange faktorer som påvirker beleggkvaliteten:

- Kvalitet på underlagets overflate

-Deponering gassfelt

- Graden av jevnhet av reaktantgassblanding

II. Typiske feil vedtantalkarbidbelegg

1. Belegg sprekker og avskalling

Lineær termisk ekspansjonskoeffisient lineær CTE:

2. Defektanalyse:

(1) Årsak:

(2) Karakteriseringsmetode

① Bruk røntgendiffraksjonsteknologi for å måle gjenværende belastning.

② Bruk Hu Kes lov for å tilnærme gjenværende spenning.

(3) Beslektede formler

3.Forbedre den mekaniske kompatibiliteten til belegget og underlaget

(1) Overflate in-situ vekstbelegg

Termisk reaksjonsavsetning og diffusjonsteknologi TRD

Smeltet salt prosess

Forenkle produksjonsprosessen

Senk reaksjonstemperaturen

Relativt lavere kostnad

Mer miljøvennlig

Egnet for storskala industriell produksjon

(2) Kompositt overgangsbelegg

Samdeponeringsprosess

CVDbehandle

Flerkomponentbelegg

Kombinerer fordelene med hver komponent

Juster beleggets sammensetning og proporsjoner fleksibelt

4. Termisk reaksjonsavsetning og diffusjonsteknologi TRD

(1) Reaksjonsmekanisme

TRD-teknologi kalles også embedding-prosess, som bruker borsyre-tantalpentoksid-natriumfluorid-boroksid-borkarbidsystem for å forberedetantalkarbidbelegg.

① Smeltet borsyre løser opp tantalpentoksid;

② Tantalpentoksid reduseres til aktive tantalatomer og diffunderer på grafittoverflaten;

③ Aktive tantalatomer adsorberes på grafittoverflaten og reagerer med karbonatomer for å dannetantalkarbidbelegg.

(2) Reaksjonsnøkkel

Karbidbeleggtypen må tilfredsstille kravet om at den frie energien til oksidasjonsdannelsen til elementet som danner karbidet er høyere enn for boroksid.

Den Gibbs frie energien til karbidet er lav nok (ellers kan bor eller borid dannes).

Tantalpentoksid er et nøytralt oksid. I høytemperatursmeltet boraks kan det reagere med det sterke alkaliske oksidet natriumoksid for å danne natriumtantalat, og dermed redusere den innledende reaksjonstemperaturen.